红海藻 A. armata 四分孢子形成的转录组学探秘：解锁繁殖机制新密码

来自新西兰怀卡托大学的研究人员对 A. armata 四分孢子形成过程进行转录组分析，发现关键通路和基因，为深入研究其繁殖机制提供依据。

　　红海藻具有复杂的三相繁殖周期，受环境和内源性（分子和生化）因素共同控制。在陆生植物中，对繁殖内部调节因子的研究有助于理解物种对气候变化引发的压力的反应，还能帮助育种者调控目标繁殖性状以提高作物产量。转录组分析是揭示调控繁殖等主要代谢过程的基因和复杂生化途径的有力工具。例如，对红海藻 A. taxiformis 野生非繁殖和野生繁殖四分孢子体的比较转录组研究，确定了 44 个推定的与繁殖相关的基因。对红海藻 Grateloupia imbricata 囊果发育过程的转录组分析，发现参与多胺生物合成的鸟氨酸脱羧酶（ODC）基因上调。

红海藻 A. taxiformis 和 A. armata 因能有效减少反刍家畜肠道甲烷排放，成为水产养殖的目标物种。商业海藻养殖需要高度控制调节繁殖转变的环境条件和内源性因素。此前研究记录了 A. armata 在 8 小时光照：16 小时黑暗（L:D）光周期下诱导四分孢子形成，近期研究表明，在 18°C、15 μmol 光子 m^-2 s^-1 、3.5 mg 氮（N）L^-1 和 0.3 mg 磷（P）L^-1 条件下，以及通过碎片化处理，可显著促进向四分孢子形成的转变，但 A. armata 繁殖过程的生化和分子因素尚未得到研究。

A. armata 四分孢子体培养物于 2022 年 9 月从野外采集的囊果个体建立，在新西兰怀卡托大学海岸海洋野外站保存。四分孢子体在高压灭菌过滤海水（AFSW）中培养，温度 18°C，光照强度约 15 μmol。碎片化处理后，所有处理组的丝状体色素沉着明显下降，这是碎片化过程诱导的机械应力导致的。在随后的 7 天适应期内，所有样本的色素沉着明显改善，到第 7 天，丝状体色素沉着完全恢复。

该研究揭示了 A. armata 四分孢子形成诱导过程中的转录组动态变化，突出了关键通路和基因，表明磷脂酰肌醇信号系统和磷脂酶 C 酶可能参与对触发四分孢子形成的短光周期的反应，基因表达分析强烈表明多胺值得进一步研究。